Вінілацэтат (VAc), таксама вядомы як вінілацэтат або вінілацэтат, уяўляе сабой бясколерную празрыстую вадкасць пры нармальнай тэмпературы і ціску з малекулярнай формулай C4H6O2 і адноснай малекулярнай масай 86,9.VAc, як адна з найбольш шырока выкарыстоўваных у прамысловасці арганічных сыравін у свеце, можа ствараць такія вытворныя, як полівінілацэтатная смала (PVAc), полівінілавы спірт (PVA) і поліакрыланітрыл (PAN) шляхам самаполімерызацыі або супалімерызацыі з іншымі манамерамі.Гэтыя вытворныя шырока выкарыстоўваюцца ў будаўніцтве, тэкстыльнай вытворчасці, машынах, медыцыне і паляпшальніках глебы.Дзякуючы хуткаму развіццю індустрыі тэрміналаў у апошнія гады, вытворчасць вінілацэтату дэманструе тэндэнцыю да павелічэння з кожным годам, і агульны аб'ём вытворчасці вінілацэтату дасягнуў 1970 тыс. тон у 2018 годзе. У цяперашні час з-за ўплыву сыравіны і працэсаў, шляхі вытворчасці вінілацэтату ў асноўным ўключаюць ацэтыленавы метад і этыленавы метад.
1、працэс ацэтылену
У 1912 г. канадзец Ф. Клаттэ ўпершыню адкрыў вінілацэтат з выкарыстаннем лішку ацэтылену і воцатнай кіслаты пад атмасферным ціскам пры тэмпературы ад 60 да 100 ℃ і з выкарыстаннем соляў ртуці ў якасці каталізатараў.У 1921 годзе нямецкая кампанія CEI распрацавала тэхналогію парафазнага сінтэзу вінілацэтату з ацэтылену і воцатнай кіслаты.З тых часоў даследчыкі з розных краін бесперапынна аптымізавалі працэс і ўмовы для сінтэзу вінілацэтату з ацэтылену.У 1928 годзе кампанія Hoechst з Германіі стварыла цэх па вытворчасці вінілацэтату магутнасцю 12 тыс. тон/год, рэалізаваўшы буйнамаштабную вытворчасць вінілацэтату.Ураўненне для атрымання вінілацэтату ацэтыленавым метадам выглядае наступным чынам:
Асноўная рэакцыя:

Пабочныя эфекты:

Ацэтыленавы метад падзяляецца на вадкафазны метад і газафазны метад.
Фазавы стан рэагента вадкафазнага метаду ацэтылену - вадкасць, а рэактар ​​- гэта рэакцыйны бак з прыладай для мяшання.З-за недахопаў вадкафазнага метаду, такіх як нізкая селектыўнасць і мноства пабочных прадуктаў, гэты метад у цяперашні час заменены ацэтыленавым газафазным метадам.
У адпаведнасці з рознымі крыніцамі падрыхтоўкі газу ацэтылену метад газавай фазы ацэтылену можна падзяліць на метад Бордэна з ацэтыленам прыроднага газу і метад Вакера з карбіду ацэтылену.
У працэсе Бордэна ў якасці адсарбенту выкарыстоўваецца воцатная кіслата, што значна павышае каэфіцыент выкарыстання ацэтылену.Аднак гэты спосаб працэсу тэхнічна складаны і патрабуе вялікіх выдаткаў, таму гэты метад мае перавагу ў раёнах, багатых рэсурсамі прыроднага газу.
Працэс Wacker выкарыстоўвае ацэтылен і воцатную кіслату, атрыманыя з карбіду кальцыя ў якасці сыравіны, выкарыстоўваючы каталізатар з актываваным вуглём у якасці носьбіта і ацэтат цынку ў якасці актыўнага кампанента, для сінтэзу VAc пры атмасферным ціску і тэмпературы рэакцыі 170~230 ℃.Тэхналогія працэсу адносна простая і мае нізкія вытворчыя выдаткі, але ёсць такія недахопы, як лёгкая страта актыўных кампанентаў каталізатара, нізкая стабільнасць, высокае спажыванне энергіі і вялікае забруджванне.
2、працэс этылену
Этылен, кісларод і ледзяная воцатная кіслата - гэта тры віды сыравіны, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе сінтэзу этылену вінілацэтату.Асноўным актыўным кампанентам каталізатара звычайна з'яўляецца высакародны металічны элемент восьмай групы, які рэагуе пры пэўнай тэмпературы і ціску рэакцыі.Пасля наступнай апрацоўкі канчаткова атрымліваецца мэтавы прадукт - вінілацэтат.Ураўненне рэакцыі выглядае наступным чынам:
Асноўная рэакцыя:

Пабочныя эфекты:

Працэс паравой фазы этылену быў упершыню распрацаваны карпарацыяй Bayer і ўведзены ў прамысловую вытворчасць для вытворчасці вінілацэтату ў 1968 годзе. Вытворчыя лініі былі створаны ў Hearst і Bayer Corporation у Германіі і National Distillers Corporation у Злучаных Штатах адпаведна.У асноўным гэта паладый або золата, нанесеныя на ўстойлівыя да кіслаты носьбіты, такія як шарыкі сілікагеля з радыусам 4-5 мм, і даданне пэўнай колькасці ацэтату калія, што можа палепшыць актыўнасць і селектыўнасць каталізатара.Працэс сінтэзу вінілацэтату з выкарыстаннем метаду USI з паравой фазы этылену падобны на метад Байера і падзяляецца на дзве часткі: сінтэз і дыстыляцыя.Працэс USI дасягнуў прамысловага прымянення ў 1969 годзе. Актыўныя кампаненты каталізатара ў асноўным паладый і плаціна, а дапаможны агент - ацэтат калія, які падтрымліваецца на носьбіце з аксіду алюмінія.Умовы рэакцыі адносна мяккія, і каталізатар мае працяглы тэрмін службы, але прасторава-часавы выхад нізкі.У параўнанні з ацэтыленавым метадам, этыленавы метад з паравой фазы значна палепшыўся ў тэхналогіі, а каталізатары, якія выкарыстоўваюцца ў этыленавым метадзе, пастаянна паляпшаюць сваю актыўнасць і селектыўнасць.Аднак кінэтыку рэакцыі і механізм дэзактывацыі яшчэ трэба вывучыць.
Для вытворчасці вінілацэтату метадам этылену выкарыстоўваецца трубчасты рэактар ​​з нерухомым пластом, запоўнены каталізатарам.Падавальны газ паступае ў рэактар ​​зверху, і калі ён датыкаецца са пластом каталізатара, адбываюцца каталітычныя рэакцыі з утварэннем мэтавага прадукту вінілацэтату і невялікай колькасці пабочнага прадукту вуглякіслага газу.З-за экзатэрмічнага характару рэакцыі вада пад ціскам уводзіцца ў бок корпуса рэактара, каб адвесці цяпло рэакцыі шляхам выпарэння вады.
У параўнанні з ацэтыленавым метадам, этыленавы метад мае характарыстыкі кампактнай структуры прылады, вялікай прадукцыйнасці, нізкага спажывання энергіі і нізкага ўзроўню забруджвання, а кошт яго прадукцыі ніжэй, чым у ацэтыленавага метаду.Якасць прадукцыі вышэйшая, і сітуацыя з карозіяй не з'яўляецца сур'ёзнай.Такім чынам, метад этылену паступова замяніў метад ацэтылену пасля 1970-х гадоў.Паводле няпоўнай статыстыкі, каля 70% VAc, вырабленага метадам этылену ў свеце, сталі асноўнымі метадамі вытворчасці VAc.
У цяперашні час самай перадавой тэхналогіяй вытворчасці VAc у свеце з'яўляюцца Leap Process ад BP і Vantage Process ад Celanese.У параўнанні з традыцыйным працэсам этылену ў газавай фазе з нерухомым пластом, гэтыя дзве тэхналагічныя тэхналогіі значна палепшылі рэактар ​​і каталізатар у цэнтры ўстаноўкі, павысіўшы эканамічнасць і бяспеку працы ўстаноўкі.
Кампанія Celanese распрацавала новы працэс Vantage з нерухомым пластом для вырашэння праблем нераўнамернага размеркавання пласта каталізатара і нізкага ўзроўню аднабаковай канверсіі этылену ў рэактарах з нерухомым пластом.Рэактар, які выкарыстоўваецца ў гэтым працэсе, па-ранейшаму з'яўляецца нерухомым пластом, але ў сістэму каталізатара былі ўнесены значныя паляпшэнні, і ў хваставы газ былі дададзены прылады для аднаўлення этылену, што ліквідавала недахопы традыцыйных працэсаў з нерухомым пластом.Выхад прадукту вінілацэтату значна вышэй, чым у аналагічных прылад.Каталізатар працэсу выкарыстоўвае плаціну ў якасці асноўнага актыўнага кампанента, сілікагель у якасці носьбіта каталізатара, цытрат натрыю ў якасці аднаўляльніка і іншыя дапаможныя металы, такія як лантаніды рэдказямельных элементаў, такіх як празеадым і неадым.У параўнанні з традыцыйнымі каталізатарамі селектыўнасць, актыўнасць і прасторава-часавы выхад каталізатара палепшаны.
Кампанія BP Amoco распрацавала газафазны працэс этылену ў кіпячым слоі, таксама вядомы як працэс Leap Process, і пабудавала ўстаноўку з кіпячым пластом магутнасцю 250 кт/гад у Хале, Англія.Выкарыстанне гэтага працэсу для вытворчасці вінілацэтату можа знізіць сабекошт вытворчасці на 30%, а прасторава-часовы выхад каталізатара (1858-2744 г/(л · г-1)) значна вышэй, чым у працэсе з нерухомым пластом (700 -1200 г/(л · г-1)).
У працэсе LeapProcess упершыню выкарыстоўваецца рэактар ​​з кіпячым пластом, які мае наступныя перавагі ў параўнанні з рэактарам з нерухомым пластом:
1) У рэактары з кіпячым пластом каталізатар бесперапынна і раўнамерна змешваецца, тым самым спрыяючы раўнамернай дыфузіі прамотара і забяспечваючы аднастайную канцэнтрацыю прамотара ў рэактары.
2) Рэактар ​​з кіпячым пластом можа бесперапынна замяняць адключаны каталізатар свежым ва ўмовах працы.
3) Тэмпература рэакцыі псевдоожиженного пласта пастаянная, мінімізуючы дэзактывацыю каталізатара з-за мясцовага перагрэву, тым самым падаўжаючы тэрмін службы каталізатара.
4) Метад адводу цяпла, які выкарыстоўваецца ў рэактары з кіпячым пластом, спрашчае структуру рэактара і памяншае яго аб'ём.Іншымі словамі, адна канструкцыя рэактара можа быць выкарыстана для буйнамаштабных хімічных установак, значна паляпшаючы маштабную эфектыўнасць прылады.